对夹式止回阀开启过程动态特性分析与改进

为研究对夹式止回阀流道的线型对流场规律的影响,对开启过程中的较高流速流体进行动态模拟。采用计算流体力学方法,建立了对夹式止回阀阀瓣运动方程、阀体优化方程及二维几何模型、阀内流场模拟控制方程,借助Fluent软件使用动网格技术及UDF程序,对改进前后模型的开启过程分别进行非定常流动的动态模拟分析,并对阀体结构进行改进设计,获得不同模型阀内流场的压力和速度分布规律。结果表明:改进流线后模型阀瓣开启过程阀内压力阶梯性降低幅值和负压区减小,阀瓣外边缘处流速突变减弱,阀内流道漩涡减少,阀门流阻系数降低,阀内流体流动更加稳定。研究结果可为止回阀结构的参数化优化设计提供参考。     

梭式止回阀工作性能的研究与分析

以安装在输水管路上的梭式止回阀为主要研究对象,运用Fluent软件对梭式止回阀和旋启式止回阀的开启过程进行数值模拟,通过压降得出两种阀的流阻系数,与旋启式止回阀相比,梭式止回阀的流阻系数偏大,能量损失较多,并简要从流场和阀结构方面进行了分析;通过对梭式止回阀的速度矢量图,湍动能云图等的分析,找出其产生喷流噪声、涡流噪声和湍流噪声的原因和位置;并对梭式止回阀进行泄漏量试验,表明梭式止回阀的安全性和密封性均符合工作要求。     

梭式止回阀阀芯位移磁电传感器的磁场分析

梭式止回阀作为管道非能动技术的重要组成部分,可以在无外加动力驱动下自动实现管道系统的安全保障作用,能有效降低事故的发生。研究了梭式止回阀阀芯位移磁电传感器阀体和阀芯永磁体的有限元模型建立的方法以及对永磁体进行了二维静态磁场分析。首先在ANSYS中建立阀体及永磁体的二维模型,然后对其定义材料属性、网格划分、施加边界条件,完成有限元模型的建立;然后对阀体及永磁体进行二维静态磁场分析,最终得出梭式止回阀阀芯位移磁电传感器的磁场分布及强度状态。通过ANSYS有限元仿真,验证了梭式止回阀阀芯位移磁电传感器磁路设计方案的可行性。     

快开缓闭轴流式止回阀的数值模拟与优化设计

介绍了快开缓闭轴流式止回阀的结构特点与工作原理,建立了快开缓闭轴流式止回阀的数学模型。对快开缓闭轴流式止回阀的阀瓣与阀体喉部进行了结构设计与仿真优化,确认在不同阀瓣表面形状中,椭球面阀瓣的流阻因数最小、设计最优;在不同阀体喉部收缩因数中,喉部收缩因数为80%时,流阻因数最小。     

升降式止回阀流阻影响因素数值模拟分析与研究

采用数值模拟的方法研究了升降式止回阀流道直径、中腔直径、导向直径及导向结构对阀门流阻的影响,通过分析不同情况下介质在阀门内的压力分布及流速分布,得知造成流阻的主要原因有流体漩涡、流速分布不均及流速梯度大。为了减小升降式止回阀的流阻,阀门设计时应优先采用阀盖导向结构,并设计较大的流道直径、中腔直径及导向直径。     

防水锤球形止回阀流场数值模拟和试验研究

利用造型软件PRO／E对止回阀流道进行造型，然后将整体造型结果导入到GAMBIT中对实体模型进行处理划分网格，应用FLUENT分别计算了几种流速工况下的流动，并进行了相应的试验，试验结果与数值计算结果非常吻合，验证了CAD／CFD的结合在工程应用中的有效性，也为下一步优化防水锤节能球形止回阀设计提供了相关数据和改进的方向；通过与旋启式止回阀在相同工况下的试验结果进行比较，验证了多流道阀体、多球体设计理论在减小流阻、消除破坏性水锤上是正确的。     

仿生创新方法及其在止回阀设计中的应用

针对发明问题解决理论(TRIZ)方法与仿生学的优缺点,提出基于TRIZ与仿生学相结合的仿生创新设计方法.采用该方法,针对传统止回阀如球形止回阀、对夹式止回阀等流阻系数大的缺点,设计出一种新型的金字塔型多瓣止回阀,当流体正向流动时,阀瓣打开并位于流道侧面;当流体回流时,阀瓣关闭处于斜立状态,因此可以有效地减少阀瓣开关行程,并减小对流体的阻力与作用时间,降低了流阻系数.实验证明:该止回阀阀门的流通能力很强,能起到一定的节能作用.     

基于Fluent的不同阀芯与阀体组合的数值模拟研究

从理论上分析液压节流阀的最佳结构形状,利用Fluent软件对不同结构阀芯与阀体组合形式内的流场和压力梯度进行分析。分析得出:单独改进阀座或阀芯时,阀芯对内部流体流动影响较大;在所建立的模型中,双锥面阀座与单锥面阀芯结构的组合阀内流体流动最稳定。     

梭式止回阀水锤防护特性的数值分析

根据梭式止回阀的结构特点和工作原理,推导出梭式止回阀的边界条件,建立了完整的用于分析水力过渡过程的梭式止回阀水锤数学模型,通过编程计算分析了2种水力过渡过程。算例结果表明:(1)为了达到较好的水锤防护特性,阀门关闭时间应在2~3s之间为宜;(2)完全关阀后逆流量为零,可以防止泵飞逸反转;(3)在关闭的过程中,泵出口处的水锤压头随着阀门的关闭而不断地降低,具有较好的水锤防护特性。     

粗糙度对多路阀间隙密封性能的影响

多路阀阀芯间隙的卡紧现象是工程机械液压控制系统中的常见故障之一。为减小卡紧力,提高多路阀换向的准确性和可靠性,以多路阀阀芯为研究对象,建立基于平均流量雷诺方程的数学模型以及阀芯阀体表面粗糙峰接触模型,并应用有限体积法对其进行离散求解,探讨均压槽数量对阀芯径向卡紧力及阀体表面粗糙度对阀芯内泄漏量和摩擦力的影响。结果表明：增加均压槽数量可降低阀芯所受径向卡紧力;随着阀体表面粗糙度值的增大,内泄漏量及黏性摩擦力减小,但粗糙峰摩擦力显著增大。